SX130芯片的LoRa网关吞吐量是SX127芯片的多少倍？

成都亿佰特

1.吞吐量，LoRa网关的重要性能
. |* n5 {$ O$ D5 j' _  _) b% {+ X4 M从广义上讲，网关是连接2个不同网络的设备。如果一个设备，它能将LoRa无线网络和Internet连接起来，它就是一个LoRa网关。

目前，大部分的LoRa网关采用SX1301基带芯片，也有部分使用SX1276/8单信道芯片。那么，SX1301芯片的数据吞吐量是SX1276/8芯片的多少倍呢？我们一起来探讨。

2.误解1：SX1301=48个SX1276/8
2 I0 }: i' I6 N! }6 Y有些行业朋友认为，SX1301有8通道，每个通道可以接收6个正交（速率不同，互不干扰）LoRa信号，那么，SX1301 = 8 x 6 = 48个SX1276/8。然而，这是不正确的！下文摘自《SX1301 Datasheet》Page-18IF0 to IF7 channels它明确地说明：SX1301能同时解调的LoRa数据包不超过8个。
( w( u9 o0 r5 S9 @2 S$ `! R) }
/ b/ T" {% l$ M- k! E1

如果您只需要知道结果，看完上面的数字----8，就OK了，请移步。
( c  U2 R; _  Q7 N
$ }- Y5 E! g8 Q/ h如果您和我们一样，喜欢探寻更深层次的原因，请接着看下面的解释。看到下面SX1301的框架图，很快会得到2个启发：
9 @& Q) F8 o* ]; T" [; ]3 X' ]
9 L: H. }- G& O8 @( z, a7 U1）它只有8路LoRa解调器，这才是真正的瓶颈！那怕一个通道（IF0～IF7）接收了6个正交数据包，解调器也只负责处理其中一个。

  G( b4 s2 Y0 r, d; L% v* D2）当一个通道接收LoRa信号后，会启动3个工作进程：数据包仲裁MCU，分配解调器给“合适”的LoRa通道；前导码搜索引擎，查找一个LoRa数据包的起始信号；LoRa解调器，解析该LoRa数据包。
2 H& Z) z' a8 I9 D8 ]5 Y5 j; X
( E" X  Z' _4 L+ z$ ~, V& b' f2
8 p  A( A& k3 S3 `: ]
6 K! ?. i8 n/ X, G刚才谈到：数据包仲裁MCU，分配解调器给“合适”的LoRa通道。那么，什么才是合适呢？这个优先级包括：接收数据包的速率，信道（IF0～IF7），射频通道（即，2个SX1255/7，分别对应Radio A和B），接收数据包的信号强度。

3
/ u! x: ^2 C- s2 e( V  I
数据包仲裁MCU的优先级，是由Semtech的固件决定的，用户无法更改。这也是芯片厂商的天生优势----制定游戏规则，限定玩家的范围。

# J* C- O# k* d# {2 x2 z4
2 Q5 a. R( b" m9 X1 J# H
7 V! _! ?2 B! p6 e+ v3.误解2：SX1301=8个SX1276/8
5 ?* o* Y8 U2 W/ ]: h那么，SX1301芯片是否等于8个SX1276/8呢？也不正确！因为，这忽略了SX1301芯片的ADR技术。
6 a2 ~9 N7 c: k# j
ADR（Adaptive Data Rate，速率自适应），如下图所示，依赖Node和SX1301-Gateway的距离：越近，Node将采用高速率；越远，Node将采用低速率。这可以有效地提高网络吞吐量。
4 f6 M% ~0 l' u3 Y9 N
0 y4 R6 r0 Y7 ?- z: d5
+ d% T2 a3 `$ n8 k  ~8 M/ @- ^, i
: l. t6 U, q) [! E6 E2 q4.更真实的评估
6 F3 K  \8 h$ r3 l/ G* ^& nSX1301芯片的ADR技术能提高吞吐量，要准确计算性能的提升却比较难，因为，它依赖实际网络中节点的物理位置分布。
# [; L% T4 L- C4 X2 S3 O1 T8 H
3 b+ U7 l: F5 Y' V& n因为LoRa的长距离优势，往往基于低速率，即下表的SF12=293bps；可以看出，SF10（中速率）约为低速率的3倍，SF7（高速率）约为低速率的18倍。

2 Q+ N( C; b5 O3 A8 I9 l6
6 W. |) W  c" I2 v$ c* s! U( K
为此，我们提出数学统计模型。设网络节点的位置呈正态分布（这是最符合工程实施的概率分布）。如下图所示：68.2%属于常态，即ADR用不上；27.2%，ADR能提高约3倍吞吐量；4.6%，ADR能提高18倍吞吐量。
( z: Y) ?% W8 C7 w4 u8 ]& k
这样一来，ADR提高吞吐量为：68.2%x 1 + 27.2% x 3 + 4.6% x 18 = 232.6%

# K: B. v4 `7 b% |, R1 t1 ~7

小结：运用ADR的SX1301吞吐量相当于(8 x 232.6%) = 18.6 个SX1276/8